基于原位同步辐射和塑性变形模拟的Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金变形行为
发布时间：2025-02-11 12:49
本论文对Mg-8.5Gd-2.5Y-0.3Zr（wt.%）(0Zn合金)和Mg-8.5Gd-2.5Y-0.5Zn-0.3Zr（wt.%）(0.5Zn合金)分别在400℃、450℃和500℃的温度下进行反挤压变形,并对挤压态合金进行了系统的显微组织和织构分析,揭示了微量Zn元素的影响及具体的作用机制。通过原位同步辐射测试、多晶塑性变形模拟和显微组织分析,研究了挤压态和时效态合金在单轴拉伸和压缩条件下的变形行为,揭示了屈服点现象和拉压不对称性的本质,并讨论了合金的强化机制。经过挤压变形后,0Zn和0.5Zn合金中均形成了双模组织,由再结晶晶粒和变形晶粒组成,且挤压态0Zn合金的再结晶比例、再结晶晶粒的平均尺寸和尺寸分布范围均大于相同温度下的0.5Zn合金。在400℃挤压变形初期,两种合金中的动态再结晶均主要通过非连续动态再结晶（DDRX）机制发生。随着挤压应变的增大,连续动态再结晶（CDRX）机制也会启动。然而,Zn元素的加入对CDRX机制有抑制作用,导致0.5Zn合金中的再结晶比例更小。两种合金的再结晶区均形成了大量的动态析出相（β相）,这些相主要分布在再结晶晶界上。其中,0Zn合金中的β...
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 Mg-RE-Zn合金的概述
1.3 纯镁及镁合金的塑性变形机制
1.3.1 滑移
1.3.2 孪晶
1.3.3 拉压不对称性
1.3.4 屈服点现象
1.4 镁合金中的动态再结晶
1.4.1 非连续动态再结晶(DDRX)
1.4.2 连续动态再结晶(CDRX)
1.4.3 孪晶相关的动态再结晶(TDRX)
1.5 稀土元素在镁合金中的作用
1.5.1 稀土元素对镁合金的强化作用
1.5.2 稀土元素对非基面滑移的促进作用
1.5.3 稀土元素对镁合金再结晶织构的影响
1.6 镁合金塑性变形机制研究方法
1.6.1 多晶塑性变形模拟
1.6.2 原位同步辐射测试
1.6.3 塑性变形模拟和同步辐射的应用
1.7 本文的研究内容
第2章 试验材料及方法
2.1 合金的熔炼铸造
2.2 挤压变形和时效处理
2.3 显微组织表征
2.3.1 金相显微组织表征
2.3.2 扫描显微组织表征
2.3.3 透射显微组织表征
2.3.4 电子背散射衍射分析
2.3.5 同步辐射织构测试
2.4 原位同步辐射加载测试
2.5 弹粘塑性自洽模拟
第3章 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的显微组织和织构
3.1 引言
3.2 Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金铸态及均匀化组织
3.3 Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金挤压前保温组织
3.4 Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金挤压态组织及其形成机制
3.4.1 挤压态合金显微组织
3.4.2 400℃挤压合金显微组织的形成机制
3.4.3 450℃挤压合金显微组织的形成机制
3.4.4 500℃挤压合金显微组织的形成机制
3.5 Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金挤压态织构及其形成机制
3.5.1 挤压态合金的织构
3.5.2 未再结晶晶粒的织构形成机制
3.5.3 再结晶晶粒的织构形成机制
3.6 本章小结
第4章 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的变形行为
4.1 引言
4.2 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的初始织构
4.3 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的原位同步辐射研究
4.3.1 应力应变曲线
4.3.2 晶格应变及衍射强度的演变
4.3.3 1011 晶粒的应力松弛
4.4 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的多晶塑性变形模拟
4.5 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金压缩试样的显微组织
4.5.1 400℃挤压0Zn和0.5Zn合金压缩的显微组织
4.5.2 450℃挤压0Zn和0.5Zn合金压缩的显微组织
4.5.3 500℃挤压0Zn和0.5Zn合金压缩的显微组织
4.6 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金变形行为讨论
4.6.1 屈服点现象的形成机制
4.6.2 拉压不对称性
4.6.3 强化机制
4.7 本章小结
第5章 时效态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的变形行为
5.1 引言
5.2 时效态Mg-Gd-Y(Zn)-Zr合金的显微组织和织构
5.3 时效态Mg-Gd-Y(Zn)-Zr合金的原位同步辐射研究
5.3.1 应力应变曲线
5.3.2 晶格应变及衍射强度的演变
5.4 时效态Mg-Gd-Y(Zn)-Zr合金的多晶塑性变形模拟
5.5 时效态Mg-Gd-Y(Zn)-Zr合金变形行为讨论
5.5.1 变形行为
5.5.2 强化机制
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：4033290
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
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Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 Mg-RE-Zn合金的概述
1.3 纯镁及镁合金的塑性变形机制
1.3.1 滑移
1.3.2 孪晶
1.3.3 拉压不对称性
1.3.4 屈服点现象
1.4 镁合金中的动态再结晶
1.4.1 非连续动态再结晶(DDRX)
1.4.2 连续动态再结晶(CDRX)
1.4.3 孪晶相关的动态再结晶(TDRX)
1.5 稀土元素在镁合金中的作用
1.5.1 稀土元素对镁合金的强化作用
1.5.2 稀土元素对非基面滑移的促进作用
1.5.3 稀土元素对镁合金再结晶织构的影响
1.6 镁合金塑性变形机制研究方法
1.6.1 多晶塑性变形模拟
1.6.2 原位同步辐射测试
1.6.3 塑性变形模拟和同步辐射的应用
1.7 本文的研究内容
第2章 试验材料及方法
2.1 合金的熔炼铸造
2.2 挤压变形和时效处理
2.3 显微组织表征
2.3.1 金相显微组织表征
2.3.2 扫描显微组织表征
2.3.3 透射显微组织表征
2.3.4 电子背散射衍射分析
2.3.5 同步辐射织构测试
2.4 原位同步辐射加载测试
2.5 弹粘塑性自洽模拟
第3章 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的显微组织和织构
3.1 引言
3.2 Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金铸态及均匀化组织
3.3 Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金挤压前保温组织
3.4 Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金挤压态组织及其形成机制
3.4.1 挤压态合金显微组织
3.4.2 400℃挤压合金显微组织的形成机制
3.4.3 450℃挤压合金显微组织的形成机制
3.4.4 500℃挤压合金显微组织的形成机制
3.5 Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金挤压态织构及其形成机制
3.5.1 挤压态合金的织构
3.5.2 未再结晶晶粒的织构形成机制
3.5.3 再结晶晶粒的织构形成机制
3.6 本章小结
第4章 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的变形行为
4.1 引言
4.2 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的初始织构
4.3 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的原位同步辐射研究
4.3.1 应力应变曲线
4.3.2 晶格应变及衍射强度的演变
4.3.3 1011 晶粒的应力松弛
4.4 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的多晶塑性变形模拟
4.5 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金压缩试样的显微组织
4.5.1 400℃挤压0Zn和0.5Zn合金压缩的显微组织
4.5.2 450℃挤压0Zn和0.5Zn合金压缩的显微组织
4.5.3 500℃挤压0Zn和0.5Zn合金压缩的显微组织
4.6 挤压态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金变形行为讨论
4.6.1 屈服点现象的形成机制
4.6.2 拉压不对称性
4.6.3 强化机制
4.7 本章小结
第5章 时效态Mg-Gd-Y(-Zn)-Zr合金的变形行为
5.1 引言
5.2 时效态Mg-Gd-Y(Zn)-Zr合金的显微组织和织构
5.3 时效态Mg-Gd-Y(Zn)-Zr合金的原位同步辐射研究
5.3.1 应力应变曲线
5.3.2 晶格应变及衍射强度的演变
5.4 时效态Mg-Gd-Y(Zn)-Zr合金的多晶塑性变形模拟
5.5 时效态Mg-Gd-Y(Zn)-Zr合金变形行为讨论
5.5.1 变形行为
5.5.2 强化机制
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：4033290
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